6.8. Система аварийного и планового расхолаживания.

Как уже было отмечено, для обеспечения безопасной работы реакторной установки в составе атомной станции должны быть предусмотрены системы, направленные на предотвращение проектных аварий и ограничение их последствий. В соответствии с этим требованием в на АЭС с реактором ВВЭР-1000 имеется система аварийного и планового расхолаживания низкого давления (называемая также активной частью САОЗ). Её назначение заключается в следующем:

- аварийное охлаждение активной зоны и последующий отвод остаточных тепловыделений при авариях, связанных с разуплотнением первого контура,

- плановое расхолаживание во время останова реакторной установки (РУ) и отвод остаточного тепла активной зоны при проведении перегрузки,

- отвод остаточного тепла при проведении ремонтных работ на оборудовании РУ со снижением уровня теплоносителя в реакторе до оси патрубков «холодных» ниток петель без выгрузки зоны.

В основу проекта системы аварийного и планового расхолаживания активной зоны положены следующие основные критерии:

• обеспечить подачу в первый контур раствор борной кислоты с расходом 250-300м³/час при давлении в первом контуре 2 МПа (21 кгс/см²) и 700-750 м³/час при давлении в первом контуре 0,1 МПа (1 кгс/см²) с температурой ≥ 20⁰С,

• обеспечить подачу в первый контур раствора борной кислоты с концентрацией не менее 16 г/кг в начальный момент,

• обеспечить подачу раствора борной кислоты в аварийных ситуациях не позднее, чем через 40-45 секунд с момента достижения в первом контуре давления 2 МПа (21 кгс/см²),

• должна допускать возможность поканального опробования при работе блока на мощности и при этом не терять своих функциональных свойств,

• система должна работать как во время аварии, так и в послеаварийный период,

• система должна допускать возможность кратковременного вывода в ремонт ее элементов в составе одного канала при работе реактора на мощности.

Система САОЗ совмещает функции защитного устройства и устройства нормальной эксплуатации. Как защитная система безопасности она обеспечивает отвод тепла от активной зоны в аварийных режимах. Как система нормальной эксплуатации она обеспечивает отвод тепла от активной зоны в режимах планового и ремонтного расхолаживания.

В соответствии с требованиями принципа единичного отказа и необнаруженного отказа система аварийного и планового расхолаживания выполнена трехканальной. Каждый из каналов может выполнить функцию всей системы. Все три канала подсоединены к баку аварийного запаса раствора борной кислоты. Принципиальная технологическая схема одного канала системы аварийного и планового расхолаживания показана на рис. 6.11. Один канал включает:

• насос аварийного и планового расхолаживания,

• теплообменник аварийного и планового расхолаживания,

• трубопровод Ду600, связывающий бак аварийного запаса раствора бора, теплообменник аварийного и планового расхолаживания и насос аварийного и планового расхолаживания,

• трубопровод Ду300, связывающий насос аварийного и планового расхолаживания с первым контуром,

• трубопровод Ду300 отбора воды из первого контура

• вспомогательные трубопроводы и арматуру.

Все три канала системы обеспечивают подачу борного раствора в реактор. Два канала подключены к трубопроводам связи «ГЕ САОЗ – реактор» в рассечку между обратными клапанами, а третий канал – к «горячей» и «холодной» ниткам петли №1. Установленные на напорной линии последовательно обратные клапаны и задвижки с дренажем обеспечивают отсечение части высокого давления от части низкого давления. Для защиты оборудования и всасывающих трубопроводов системы вне гермооболчки от превышения давления на линии планового расхолаживания в гермооболчке установлены предохранительные клапаны.

Насос аварийного и планового расхолаживания имеет две линии рециркуляции. Одна линия рециркуляции Ду150 с дроссельной шайбой и арматурой обеспечивает опробование насоса на бак аварийного запаса раствора бора с расходом до 250 м³/час. Другая линия рециркуляции Ду50 с дроссельной шайбой обеспечивает кратковременное опробование насоса, т.к. рассчитана на расход 15 м³/час, а насос при таком расходе работает вне зоны рабочей характеристики с повышенной вибрацией. На напоре насоса аварийного и планового расхолаживания установлена дроссельная шайба, обеспечивающая устойчивую работу насоса при полностью разуплотненном первом контуре.

Основные технические характеристики оборудования системы аварийного и планового расхолаживания приведены в таблице 6.7.

Таблица 6.7. Основные технические характеристики оборудования системы аварийного и планового расхолаживания.

Характеристика	Значение
Теплообменник аварийного и планового расхолаживания
Расход раствора борной кислоты (межтрубное пространство), т/час	1750
Расход охлаждающей воды (трубное пространство), т/час	3000
Давление расчетное (в межтрубном пространстве/в трубках), МПа	2/0,49
Давление гидроиспытаний (в межтрубном пространстве/в трубках), МПа	2,8/0,75
Расчетная температура (в межтрубном пространстве/в трубках), 0С	130/75
Поверхность теплообмена, м2	935
Количество трубок теплообменной поверхности, шт	1878
Диаметр трубок, мм	25х1,4
Насос аварийного и планового расхолаживания
Расход, м3/час	до 800
Напор, МПа	2,25
Температура перекачиваемой среды, 0С	10-150
Мощность насоса, кВт	681
Частота вращения, об/мин	2970
Время полного разворота, с	7,5
Бак аварийного запаса раствора бора (ьак-приямок)
Объем бака, м3	680
Объем раствора борной кислоты, м3	не менее 500
Концентрация борной кислоты, г/кг	16
Площадь днища м2	181,3

Перед выводом реактора на МКУ должны быть работоспособны все три канала системы аварийного и планового расхолаживания. При работе реакторной установки на мощности допускается вывод в ремонт одного канала на срок не более трех суток не более трех суток с момента появления дефекта по разрешенной главным инженером станции заявке, при условии работоспособности двух других каналов.

При работе энергоблока на мощности система аварийного и планового расхолаживания находится в режиме ожидания (дежурства). При аварии основным видом управления является автоматическое управление по командам защит. Включение системы аварийного и планового расхолаживания автоматически происходит по следующим сигналам:

• обесточивание, т.е. снижение напряжения на секциях надежного питания 6 кВ до 0,25 номинального напряжения,

• разрывная защита первого контура Р_ГО  1,3 кгс/см², когда давление в гермооболочке повышается до 1,3 кгс/см²,

• разрывная защита первого контура t_S10, когда разность температуры насыщения первого контура и температуры теплоносителя горячей нитки петли первого контура меньше 10⁰С,

• разрывная защита второго контура t_S 75, когда при уменьшении давления в паропроводе до 4,9 МПа (50 кгс/см²) и ниже разность температуры насыщения первого контура и температуры насыщения второго контура увеличивается до 75⁰С и более, и температура первого контура более 200⁰С.

При этом автоматически включается насос аварийного и планового расхолаживания, открывается соответствующая арматура, и если давление из-за течи первого контура упадет ниже 2,25 МПа (23 кгс/см²), то начнется циркуляция раствора борной кислоты по схеме:

т ечь первого контура гермооболочка бак-приямок т еплообменник н асос первый контур течь и т.д.

Кроме автоматического управления предусмотрено индивидуальное управление насосами и арматурой с БЩУ и РЩУ.

Плановое расхолаживание энергоблока проводится в два этапа. Сначала расхолаживание проводится сбросом пара из парогенератора в конденсатор турбины через БРУ-К. Затем расхолаживание продолжается через систему аварийного и планового расхолаживания при достижении температуры первого контура 150⁰С и давления ниже 1, 64 МПа (18 кгс/см²).

Перед включением системы аварийного и планового расхолаживания в работу ее необходимо прогреть так, чтобы разность температуры оборудования системы и первого контура не превышала 60⁰С. После разогрева системы расхолаживание первого контура происходит по следующей схеме:

Г орячая нитка петли первого контура (петля 4) теплообменник а варийного и планового расхолаживания насос аварийного и п ланового расхолаживания холодная нитка петли первого контура.

Для обеспечения заданной скорости расхолаживания первого контура на трубопроводе перед теплообменником САОЗ и на байпасе теплообменника установлены два регулирующих клапана 5 (рис. 6.11)

Есть еще схема ремонтного расхолаживания, когда теплоноситель забирается из холодной нитки петли первого контура и после охлаждения в теплообменнике возвращается в горячую нитку петли первого контура. Эта схема используется при проведении технического обслуживания реакторной установки во время холодного останова, т.е. когда температура первого контура ниже 70⁰С. В ряде случаев (ремонт выемной части ГЦН, коллекторов ПГ и т.д.) приходится дренировать горячие нитки главного циркуляционного контура. В этом случае для отвода остаточных тепловыделений и применяется схема ремонтного расхолаживания. Из опыта эксплуатации известно, что расход в системе САОЗ в таком режиме не превышает 470 т/час. Исходя из низкого расхода при работе активной части САОЗ в режиме обратной циркуляции стабильное поддержание температуры первого контура возможно только после 2-3 суток после останова реактора. Это связано с достаточно высоким уровнем энерговыделения в активной зоне реактора в первые трое суток.

5

5

Рис. 6.11. Принципиальная схема канала системы аварийного и планового расхолаживания.

1 – насос аварийного и планового расхолаживания, 2 – теплообменник аварийного и планового расхолаживания, 3 – насос спринклерной системы, 4 – бак-приямок, 5 – регулирующие клапаны.

Л

1

2

3

инии связи: - линия рециркуляции от спринклерного насоса, - из г

4

5

орячей нитки петли №4, - в реактор, - к системе аварийного ввода бора, -

6

к спецводоочистке , - от спецводоочистки.